Il 29 novembre 2017 è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature (link) un importante risultato conseguito dall'esperimento spaziale DAMPE, cui partecipano ricercatori del Dipartimento di Fisica "M. Merlin" dell'Università di Bari insieme a colleghi della sezione di Bari dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, e sempre per quanto riguarda la Puglia, il Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De Giorgi” dell’Università del Salento di Lecce, e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Sezione di Lecce, e il Politecnico di Bari.

Il sito web dell'esperimento

DAMPE (DArk Matter Particle Explorer) è un rivelatore di particelle e raggi gamma cosmici realizzato da una collaborazione internazionale di Università ed Enti di ricerca cinesi, svizzeri e italiani, tra cui le due università pugliesi, spiegano i ricercatori Piergiorgio Fusco, Francesco Loparco, Fabio Gargano e Mario Nicola Mazziotta, che operano a Bari. Dopo l'intensa attività di costruzione dello strumento e la verifica delle sue prestazioni effettuata al CERN di Ginevra, DAMPE è stato lanciato dal Deserto del Gobi in Cina il 17 dicembre 2015 e da allora orbita intorno alla Terra a una quota di circa 500 km, inviando ai ricercatori i dati delle sue osservazioni.

L’elemento più innovativo dell'esperimento è il calorimetro: uno strumento tecnologicamente avanzato che ha uno spessore di circa 31 "lunghezze di radiazione", grazie al quale può misurare l'energia delle particelle con una risoluzione senza precedenti; altri elementi dell'apparato sono il tracciatore a Silicio-Tungsteno, in grado di ricostruire le traiettorie delle particelle, il sistema di scintillatori plastici per misurare la carica delle particelle ed eventualmente scartare quelle non desiderate, e il rivelatore di neutroni per migliorarne l'identificazione.

Il risultato pubblicato su Nature consiste in una accurata misura dello "spettro", cioè la distribuzione delle energie, degli elettroni e dei positroni cosmici. Questi ultimi sono le antiparticelle degli elettroni, e il loro studio può dare importanti informazioni su fenomeni di alta energia e sulla presenza di materia oscura o di pulsar nella nostra galassia. La nostra Via Lattea è infatti sede di oggetti e fenomeni ancora in gran parte sconosciuti che vengono studiati da molti esperimenti sia sulla superficie terrestre sia su satelliti.

Gli elettroni e i positroni cosmici di alta energia, in particolare, possono portare informazioni sulla esistenza di quella elusiva e invisibile forma di materia che si ritiene pervada l'ambiente galattico: la materia oscura o "Dark Matter". Essa produce effetti evidenti nella velocità di rotazione delle galassie e nella distorsione delle loro immagini come attraverso "lenti gravitazionali", ma non ne sono ancora state determinate la natura e le proprietà.

Il video illustrativo di DAMPE

Il principale obiettivo dell'esperimento DAMPE è proprio lo studio delle particelle, come appunto gli elettroni e i positroni, che potrebbero provenire da decadimenti o interazioni della materia oscura, per riuscire finalmente a identificarla. Un altro importante risultato di questa misura è una migliore comprensione della presenza e dei meccanismi di funzionamento di sorgenti, come le pulsar, che potrebbero trovarsi a distanze relativamente piccole dal nostro sistema solare.

"La misura effettuata da DAMPE ha un grado di precisione senza precedenti e ha confermato una marcata variazione della distribuzione energetica al di sopra di una energia di circa 1 teraelettronvolt. Questo lavoro si colloca nel solco della tradizione del gruppo di ricerca in fisica astroparticellare di Bari, e in generale di tutta la Sezione INFN di Bari, da sempre in prima linea nelle ricerche di frontiera nel campo della fisica delle alte energie", conclude la comunicazione dei quattro ricercatori..

L’elenco di tutti i ricercatori che hanno partecipato a Dampe

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)— Sezione di Perugia, I-06123 Perugia, Italy: G. Ambrosi, B. Bertucci, M. Duranti, D. D’Urso, S. Garrappa, M. Ionica & V. Vagelli.

State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China: Q. An, H. F. Chen, J. N. Dong, C. Q. Feng, F. J. Gan, S. S. Gao, G. S. Huang, D. Jiang, X. Jin, S. B. Liu, S. Y. Ma, Z. T. Shen, C. Wang, Q. Wang, X. L. Wang, Y. F. Wang, Y. F. Wei, L. B. Wu, Z. Z. Xu, D. L. Zhang, J. B. Zhang, Y. L. Zhang, Z. Y. Zhang & X. Zhu.

Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China: Q. An, H. F. Chen, J. N. Dong, C. Q. Feng, F. J. Gan, S. S. Gao, G. S. Huang, D. Jiang, X. Jin, S. B. Liu, S. Y. Ma, Z. T. Shen, C. Wang, Q. Wang, X. L. Wang, Y. F. Wang, Y. F. Wei, L. B. Wu, Z. Z. Xu, D. L. Zhang, J. B. Zhang, Y. L. Zhang, Z. Y. Zhang & X. Zhu.

Department of Nuclear and Particle Physics, University of Geneva, CH-1211 Geneva, Switzerland: R. Asfandiyarov, P. Azzarello, D. Droz, V. Gallo, M. M. Salinas, A. Tykhonov, S. Vitillo, X. Wu & S. Zimmer.

Dipartimento di Matematica e Fisica E. De Giorgi, Università del Salento Lecce, Italy: P. Bernardini, A. D’Amone, A. De Benedittis, I. De Mitri & G. Marsella.

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)— Sezione di Lecce, Italy: P. Bernardini, A. D’Amone, A. De Benedittis, I. De Mitri, M. Di Santo, G. Marsella & A. Surdo.

Dipartimento di Fisica e Geologia, Università degli Studi di Perugia, I-06123 Perugia, Italy: B. Bertucci, M. Duranti, S. Garrappa & V. Vagelli.

Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China: M. S. Cai, J. Chang, D. Y. Chen, W. Chen, M. Y. Cui, T. K. Dong, K. K. Duan, Y. Z. Fan, L. Feng, Y. Z. Gong, J. H. Guo, Y. M. Hu, Y. Y. Huang, W. Jiang, S. J. Lei, S. Li, X. Li, Y. F. Liang, N. H. Liao, H. Liu, Y. Liu, P. X. Ma, T. Ma, X. Y. Peng, Z. Q. Shen, M. Su, S. Wang, Y. P. Wang, Y. Z. Wang, S. C. Wen, D. M. Wei, J. J. Wei, J. Wu, Z. Q. Xia, Y. L. Xin, Z. L. Xu, Q. Yuan, C. Yue, J. J. Zang, C. Zhang, L. Zhang, P. F. Zhang, Y. Zhang, Y. Q. Zhang & Z. Zhang

School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China: M. S. Cai, J. Chang, Y. Z. Fan, W. Jiang, P. X. Ma, D. M. Wei, J. Wu, Z. Q. Xia & Q. Yuan.

University of Chinese Academy of Sciences, Yuquan Road 19, Beijing 100049, China: D. Y. Chen, W. Chen, K. K. Duan, S. Li, Y. F. Liang, Z. Q. Shen, S. Wang, Y. P. Wang, Y. Z. Wang, S. C. Wen, Z. L. Xu, C. Yue, L. Zhang, Y. Zhang & Y. Q. Zhang

Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Nanchang Road 509, Lanzhou 730000, China: J. L. Chen, J. L. Duan, F. Fang, J. Kong, Y. Li, J. Liu, W. Q. Liu, D. Mo, X. Y. Niu, H. Su, Z. Y. Sun, X. H. Wang, Z. M. Wang, K. Xi, H. B. Yang, P. Yang, Y. Q. Yang, Z. L. Yang, H. J. Yao, Y. H. Yu, J. Z. Zhang, S. X. Zhang, Y. J. Zhang, Y. P. Zhang, H. Y. Zhao & Y. Zhou.

National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Nanertiao 1, Zhongguancun, Haidian district, Beijing 100190, China: T. S. Cui, Z. X. Dong, W. L. Li, Y. M. Liang, M. Ma, X. Q. Ma, X. Y. Ma, J. N. Rao, G. Z. Shang, W. H. Shen, J. X. Song, X. J. Teng, X. B. Tian, H. Wang, L. G. Wang, S. S. Wu, H. T. Xu, G. F. Xue, W. Z. Zhang, X. F. Zhao, C. Y. Zhou & Y. Zhu

Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, YuquanLu 19B, Beijing 100049, China: Y. F. Dong, R. R. Fan, M. Gao, K. Gong, D. Y. Guo, W. X. Peng, R. Qiao, H. Y. Wang, J. Z. Wang, D. Wu, F. Zhang, J. Y. Zhang & H. Zhao

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)— Sezione di Bari, Italy: G. Donvito, P. Fusco, F. Gargano, F. Loparco & M. N. Mazziotta.

ASI Space Science Data Center (SSDC), Roma, Italy: D. D’Urso.

Dipartimento di Fisica ‘M. Merlin’ dell’Università e del Politecnico di Bari, Italy: P. Fusco & F. Loparco.

Department of Physics and Laboratory for Space Research, University of Hong Kong Pok Fu Lam, Hong Kong, China: M. Su.